【摘要】：膠接點(diǎn)焊是一種融合了電阻點(diǎn)焊與膠接各自優(yōu)點(diǎn)的薄板材料新型連接技術(shù),其成形接頭具有優(yōu)良的動(dòng)/靜態(tài)承載能力以及密封特性。本文以1.5 mm厚SUS304奧氏體不銹鋼板為試驗(yàn)材料,開展了膠接點(diǎn)焊連接工藝以及構(gòu)件疲勞性能試驗(yàn)研究。1.開展膠接點(diǎn)焊連接工藝研究,借助于中頻逆變直流點(diǎn)焊機(jī),通過正交試驗(yàn),在預(yù)壓時(shí)間70ms、焊接電流10.0kA、通電時(shí)間80ms、電極壓力12723.5N(供給壓力0.5MPa)、維持時(shí)間20ms工藝參數(shù)下,獲得抗拉強(qiáng)度較高的膠接點(diǎn)焊接頭。2.分別對點(diǎn)焊接頭與膠焊接頭,以及膠接接頭進(jìn)行拉伸-剪切試驗(yàn),對比三種接頭的靜態(tài)失效載荷、失效位移及能量吸收能力。試驗(yàn)結(jié)果表明:膠焊接頭的能量吸收均值是點(diǎn)焊接頭的0.22倍,是膠接接頭的20倍;結(jié)構(gòu)膠的加入降低了點(diǎn)焊接頭的靜強(qiáng)度;而對于膠接點(diǎn)焊,結(jié)構(gòu)膠中銅粉的加入有利于提升膠接點(diǎn)焊成形過程中膠層的導(dǎo)電性,進(jìn)而提高了膠焊接頭的靜強(qiáng)度。3.在不同載荷水平下對點(diǎn)焊和膠焊接頭分別進(jìn)行疲勞性能測試,獲得接頭的疲勞壽命。采用二參數(shù)Weibull分布驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性,并對數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,獲得了接頭的載荷—壽命曲線;借助掃描電鏡對疲勞失效后的接頭進(jìn)行失效與斷口分析。結(jié)果表明:在有限壽命內(nèi)的同一載荷水平下,膠焊接頭的疲勞壽命高于點(diǎn)焊接頭。點(diǎn)焊接頭與膠焊接頭的裂紋源均出現(xiàn)在上板靠近內(nèi)側(cè)的焊點(diǎn)邊緣的熱影響區(qū)附近,兩種接頭的失效模式均為紐扣斷裂失效。在長壽命與中壽命下,點(diǎn)焊接頭與膠焊接頭均出現(xiàn)了疲勞條帶;在短壽命下,膠焊接頭出現(xiàn)了疲勞條帶,而點(diǎn)焊接頭的斷口主要表現(xiàn)為韌窩特性。4.利用超聲波水浸聚焦入射法對點(diǎn)焊、膠接及膠焊接頭進(jìn)行超聲波C掃描成像檢測,分析了不同焊接工藝參數(shù)下的C掃描圖像特征,并提取其對應(yīng)的A掃描信號;基于C掃描圖像對熔核直徑進(jìn)行了測量,并與熔核金相進(jìn)行了比較。結(jié)果表明:超聲波C掃描圖像中可清晰反映出飛濺、焊穿等典型焊接缺陷的形狀及大小�；贑掃描圖像灰度分布特征并結(jié)合特征點(diǎn)的A掃描信號,點(diǎn)焊及膠焊接頭C掃圖像可劃分出:熱影響區(qū)、熔合區(qū)、熔核區(qū)。同時(shí),通過分析C掃描圖像中過焊核中心的灰度值掃描線,確定出焊點(diǎn)熔核的邊緣,實(shí)現(xiàn)焊核的快速檢測,通過與金相分析結(jié)果對比,驗(yàn)證了該檢測方法的準(zhǔn)確性。
【圖文】：

檢測的可行性。逡逑（４）制備不同焊接工藝參數(shù)下的接頭，綜合運(yùn)用超聲波Ａ掃描信號與Ｃ掃描逡逑圖像判斷連接過程中接頭產(chǎn)生的夾雜、焊接裂縫、過燒及飛濺等焊接缺陷，分析逡逑原因及優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案。逡逑（５）分別對連接好的點(diǎn)焊接頭、膠接接頭及膠焊接頭進(jìn)行靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)，獲得逡逑接頭的抗拉強(qiáng)度、失效位移及能量吸收值；對比點(diǎn)焊接頭與膠焊接頭、膠接接頭逡逑與膠焊接頭、固化前的膠焊接頭與固化后的膠焊接頭、加入銅粉的膠接接頭與未逡逑加入銅粉的膠接接頭的靜力學(xué)性能；并對失效后的接頭進(jìn)行掃描電鏡實(shí)驗(yàn)（ＳＥＭ），，逡逑獲得斷口處的形貌特征及失效機(jī)理。逡逑（６）對點(diǎn)焊接頭與膠焊接頭分別進(jìn)行疲勞性能測試，采用二參數(shù)Ｗｅｉｂｕｌｌ分布逡逑來驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性，并運(yùn)用三參數(shù)冪函數(shù)表達(dá)式對疲勞實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)逡逑行擬合，獲得接頭的Ｆ－Ｎ曲線，分析膠層對點(diǎn)焊接頭疲勞特性的影響；對接頭的逡逑失效過程和失效模式進(jìn)行探宄，以及對接頭的疲勞失效斷口進(jìn)行ＳＥＭ分析。逡逑邐邋ｄ金相實(shí)驗(yàn)ＩＨ熔核直徑ｈ

銹鋼基材性能測試逡逑的材料為１．５ｍｍ厚的ＳＵＳ３０４奧氏體不銹鋼板，國標(biāo)為０Ｃ標(biāo)準(zhǔn)要求與測試值如表２．１所示。逡逑表２．１邋ＳＵＳ３０４奧氏體不銹鋼化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)／％）逡逑ｈｅｍｉｃａｌ邋ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＳＵＳ３Ｑ４邋ａｕｓｔｅｎｉｔｉｃ邋ｓｔａｉｎｌｅｓｓ邋ｓｔｅｅｌ邋（ｍａｓｓ邋ｆｒａｃｔｉｏｎ／邐Ｓｉ邐Ｍｎ邐Ｐ邐Ｓ邐Ｃｒ邐Ｎｉ．0８邋彡邋１．００邋彡邋２．００邋彡０．０４５邐彡０．０３邋１８．０－２０．０邋８．０－１０８邐１．００邐２．００邐０．０５邐０．０３２邐１８．０邐８．０的材料幾何尺寸為１１０ｍｍＸ２０ｍｍ，沿軋制方向切割試樣，Ｂ／Ｔ２２８－２００２《金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法》，采用電液伺ｄｍａｒｋ邋１００型）對ＳＵＳ３０４奧氏體不銹鋼板進(jìn)行單向拉伸性。逡逑１１０逡逑
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG457.11;TG498

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2545807